KR20100107084A - Memory cell - Google Patents
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Abstract
단일-트랜지스터(1T) NVRAM 셀로서, 단일-트랜지스터(1T) NVRAM 셀은 비 평형 전하의 격리, 및 빠르고 비파괴적인 충전/방전 둘 다를 제공하는 실리콘 카바이드(SiC)를 이용한다. 커패시턴스 보다는 제어된 저항(그리고 많은 메모리 레벨)의 감지가 가능하도록, 셀은 실리콘 또는 SiC 둘 중 하나에 구현될 수 있는 메모리 트랜지스터를 통합한다. 1T 셀은 본 플래시 메모리, 및 특히 NOR 및 NAND 배열에서 이용되는 구조의 구현을 가능하게 하는 다이오드 격리를 가진다. 다이오드 격리를 갖는 1T 셀은 SiC 다이오드에 제한되지 않는다. 제조 방법은 SiC 기판상에 질화된 실리콘 산화물 게이트를 형성하고, 그 다음에 이온 주입을 수행하며, 그리고 자체-정렬 MOSFET의 형성을 마치는 단계를 포함한다. As a single-transistor (1T) NVRAM cell, the single-transistor (1T) NVRAM cell utilizes silicon carbide (SiC), which provides both isolation of unbalanced charge and fast and nondestructive charge / discharge. To enable detection of controlled resistance (and many memory levels) rather than capacitance, the cell incorporates memory transistors that can be implemented in either silicon or SiC. The 1T cell has diode isolation that enables the implementation of the present flash memory, and particularly the structure used in the NOR and NAND arrays. 1T cells with diode isolation are not limited to SiC diodes. The manufacturing method includes forming a nitrided silicon oxide gate on a SiC substrate, then performing ion implantation, and finishing the formation of a self-aligned MOSFET.
Description
본 발명은 비휘발성 메모리 셀에 관한 것으로, 특히 실리콘 카바이드 기반 메모리 셀에 관한 것이다. The present invention relates to non-volatile memory cells, and more particularly to silicon carbide based memory cells.
현재 실리콘 기반 기술에서 동적 램(Dynamic Random Access Memory) 디바이스는 휘발성인데, 이는 저장된 정보의 주기적 리프래시(refresh)가 필요하고, 메모리 셀이 더 이상 전원 공급기에 연결되지 않으면 정보가 상실되기 때문이다. In current silicon-based technology, dynamic random access memory (RAM) devices are volatile because they require periodic refreshes of stored information and information is lost when memory cells are no longer connected to a power supply.
플래시 메모리(Flash memory)는 현대 전자 시스템에 상보적인 기능을 제공한다. 플래시 메모리는 논리 상태(logic state)를 바꾸기 위해 주위의 절연 물질을 통해 충전되거나 또는 방전되는 부동 게이트(floating gate)를 이용한다. 정보 기록(writing)이 매우 오래 걸리고 특정한 수의 기록 사이클에 제한되므로 그것은 롬(ROM)이며, 그래서 그것은 RAM 응용에 사용될 수 없다. 그러나, 그것은 정보의 비휘발성 저장을 제공하므로, 그것은 임의의 전력이 메모리 셀로부터 차단될 때조차도 유지된다. 플래시 메모리는 또한 프로세싱에 의존하고, 실제로 이 프로세스 변동을 보상하기 위해 동일한 칩상에 만들어진 보정을 포함하는 마이크로 프로세스를 가짐으로써 프로세싱에 대한 조정을 할 필요가 있다. Flash memory provides complementary functionality to modern electronic systems. Flash memory uses a floating gate that is charged or discharged through surrounding insulating material to change the logic state. It is a ROM because information writing takes very long and is limited to a certain number of write cycles, so it cannot be used for RAM applications. However, as it provides non-volatile storage of information, it is maintained even when any power is disconnected from the memory cell. Flash memory also relies on processing and, in fact, needs to make adjustments to the processing by having microprocessors containing corrections made on the same chip to compensate for this process variation.
비휘발성 램(NVRAM) 디바이스-실리콘 램의 접근 특징 및 실리콘 롬(플래시 메모리)의 보유 시간을 가지는 메모리 셀-를 형성하기 위한 시도가 있어왔고, USA 특허 6373095가 한 예이다.Attempts have been made to form non-volatile RAM (NVRAM) devices—memory cells having the access characteristics of silicon RAM and retention time of silicon ROM (flash memory) —USA Patent 6373095 is one example.
발전하는 메모리 디바이스에서 또 다른 시도는 메모리 용량의 증가를 가능하게 하는 것이고, 이것을 달성하는 하나의 방법은 셀 영역(현재 DRAMs 에서 8F2)을 줄이는 것이다. F 는 최소 피쳐(minimum feature)(어떤 기술에 의해 달성될 수 있는 최소 라인 폭)이며, 8F2은 현재 기술 수준의 메모리 셀 기술 구조가 모든 셀이 8F2의 영역을 취하도록 이루어진다는 것을 나타낸다. 이 시도는 S.Okhonin, M.Nagoga, J.M. Sallese and P Fazan(IEEE Electron Device letters Vol 23 No 2 Feb 2002)에 의해 아웃트라인(outline) 되었다. DRAMs에서 이용되는 단일 트랜지스터 단일 커패시터(1T1C)의 경우에 피쳐 사이즈를 다운 스캐일링(down scaling) 하는데 제한 요소는 메모리 커패시턴스가 F에 의존한다는 것이다. 플래시는 셀당 2개의 논리 단계보다 더 많은 가능성을 가진 더 작은 단일 트랜지스터(1T)를 이용하기 때문에 더 높은 메모리 용량을 제공한다. 피쳐 사이즈의 다운 스케일링에 제한이 있는데, 부동 게이트로 주입하기에 충분한 에너지까지 전자를 가속시킬 필요에 의해 세팅되는 것이다. 추가적인 요소는 절연물(insulator)의 최소 두께에 의해 세팅되는 것인데, 그것은 절연물의 두께가 감소됨에 따라 노화(fatigue)되게 된다. Another attempt at advancing memory devices is to enable an increase in memory capacity, and one way to achieve this is to reduce the cell area (8F 2 in current DRAMs). F is the minimum feature (the minimum line width that can be achieved by some technology), and 8F 2 indicates that the memory cell technology structure of the current technology level is such that all cells take up an area of 8F 2 . This attempt was outlined by S. Okhonin, M. Nagoga, JM Sallese and P Fazan (IEEE Electron Device letters Vol 23
실리콘 카바이드는 실리콘으로 대부분 제조되는 반도체 디바이스를 생산하는데 광범위하게 이용되지 않는다. 실리콘 카바이드는 메모리 디바이스를 위해서가 아니라 트랜지스터 응용에서 사용하기 위해서 미국 특허 5831288, 6218254, 및 6281521에서 제안되었다. Silicon carbide is not widely used to produce semiconductor devices that are mostly made of silicon. Silicon carbide has been proposed in US Pat. Nos. 5831288, 6218254, and 6281521 for use in transistor applications, not for memory devices.
미국 특허 6365919는 실리콘 카바이드 접합형 전계 효과 트랜지스터(JFET)를 공개한다. U. S. Patent 6365919 discloses a silicon carbide junction type field effect transistor (JFET).
미국 특허 5465249는 빠른 기록 특성을 가지면서 실질적으로 무제한 수의 기록 사이클을 가진(동적 NVRAM) 비휘발성 RAM(NVRAM)을 실현하기 위한 실리콘 카바이드 내의 1T1C 셀의 2가지 가능한 구현을 공개한다. 2가지 구현의 차이는 트랜지스터의 타입이다. 하나의 경우에는 SiC 양극 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor, BJT) 이고, 다른 경우는 SiC 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide-semiconductor field effect transistor)이다. 두 가지 경우에, 커패시터는 SiC 상에 금속-산화물-반도체(MOS) 커패시터로서 구현된다. 1T1C 셀이므로, 메모리는 커패시턴스를 감지함으로써 판독된다. U.S. Patent 5465249 discloses two possible implementations of 1T1C cells in silicon carbide to realize non-volatile RAM (NVRAM) with fast write characteristics and a substantially unlimited number of write cycles (dynamic NVRAM). The difference between the two implementations is the type of transistor. In one case it is a SiC bipolar junction transistor (BJT) and in other cases a SiC metal-oxide-semiconductor field effect transistor. In both cases, the capacitor is implemented as a metal-oxide-semiconductor (MOS) capacitor on SiC. Since it is a 1T1C cell, the memory is read by sensing capacitance.
미국 특허 5510630은 MOSFET(축적-타입 MOSFET)에 대한 특정의 구조를 가진 SiC 기반 1T1C 셀 및 적층 폴리실리콘-유전체-금속 커패시터를 공개한다. U.S. Patent 5510630 discloses a SiC based 1T1C cell and stacked polysilicon-dielectric-metal capacitors with specific structures for MOSFETs (accumulation-type MOSFETs).
미국 특허 5801401, 5989958 및 6166401은 실리콘 카바이드 부동 게이트를 이용하는 ROM 디바이스를 공개한다. U.S. Patents 5801401, 5989958, and 6166401 disclose ROM devices using silicon carbide floating gates.
작은 피쳐 사이즈를 가질 수 있으며, 플래시 메모리의 단점을 피하는 동적 NVRAM을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 또 다른 목적은 더 적극적인 다운 스케일링을 하면서 전력 손실(power dissipation)의 상당한 감소가 가능한 셀을 제공하는 것이다. 이 과정은 또한 메모리 저장의 밀도를 증가시킨다. It is an object of the present invention to provide a dynamic NVRAM which can have a small feature size and avoids the disadvantages of flash memory. Another goal is to provide a cell that can significantly reduce power dissipation with more aggressive downscaling. This process also increases the density of memory storage.
이 목적을 위해 본 발명은 비평형 전하의 격리 및 빠르고 비 파괴적인 충전/방전을 제공하는 실리콘 카바이드를 이용하는 단일-트랜지스터(1T) NVRAM 셀을 제공한다. 커패시턴스 보다는 제어된 저항(및 많은 메모리 레벨)의 감지를 가능하게 하기 위해, 셀은 실리콘 또는 실리콘 카바이드에서 구현될 수 있는 메모리 트랜지스터를 통합한다.For this purpose, the present invention provides a single-transistor (1T) NVRAM cell using silicon carbide to provide isolation of unbalanced charge and fast and non-destructive charge / discharge. To enable sensing of controlled resistance (and many memory levels) rather than capacitance, the cell incorporates memory transistors that can be implemented in silicon or silicon carbide.
본 발명은 질화된 SiO2-SiC 계면이 결과적으로 비평형 전하를 길게 보유하는 것을 실현하는 것에 부분적으로 기초를 두는데, 그것은 비휘발성 메모리 저장 디바이스 개발에 적합하다. 디바이스를 준비하는 프로세스는 직접적인 산화물 성장 또는 NO 또는 N2O 분위기에서 산화물 어닐링(annealing)에 의한 SiC-SiO2 게면의 질화에 기초한다. The present invention is based in part on realizing that the nitrided SiO 2 -SiC interface consequently retains long unbalanced charges, which is suitable for developing nonvolatile memory storage devices. The process of preparing the device is based on direct oxide growth or nitriding of the SiC—SiO 2 surface by oxide annealing in an NO or N 2 O atmosphere.
본 발명의 한 실시 예는 1T 플래시 셀(종래 기술)의 수정이다. 1T 플래시 셀의 부동 게이트는 2개의 커패시터 단말기 사이의 연결로서 생각될 수 있는데, 2개의 커패시터 중 하나의 커패시터는 제어 게이트 및 부동 게이트 사이에 있으며, 다른 커패시터는 부동 게이트 및 트랜지스터의 채널 사이에 위치한다. 그 다음에, 이와 같은 본 발명의 실시 예는 SiC 다이오드에 의해 제어-게이트 측부 상의 커패시터의 대체로서 간단히 기술될 수 있다. 벌크(bulk) 및 표면 전하 발생(generation)/재결합(recombination)이 피막으로 보호된(passivated) SiC 영역에서 실질적으로 무시할만 하므로 SiC 다이오드는 대체된 커패시터에 의해 달성되는 전하 보유를 제공할 수 있다. SiC 다이오드가 대체된 커패시터에 의해 부가된 한계들을 피하면서, 빠르고 비 파괴적인 전하 제거/증착(deposition)을 제공할 수 있다는 것이 또한 중요하다. 레퍼런스 다이오드로서 다이오드를 디자인하는 것은 더 쉬운 충전 및 방전 작동을 위한 순방향 및 역방향 켜짐 전압(forward and reverse turn-on voltage)의 사용을 가능하게 한다. 다이오드 격리를 가진 이와 같은 1T 셀은 본 플래시 메모리에서 사용되는 아키텍쳐(architectures)의 직접적인 구현, 및 특별히 코드 및 데이터 저장에 대한 산업 표준으로서 달성되는 NOR 및 NAND 배열을 가능하게 한다. One embodiment of the invention is a modification of a 1T flash cell (prior art). The floating gate of a 1T flash cell can be thought of as a connection between two capacitor terminals, with one of the two capacitors between the control gate and the floating gate, and the other capacitor located between the floating gate and the channel of the transistor. . This embodiment of the present invention can then be described briefly as a replacement of a capacitor on the control-gate side by a SiC diode. Since bulk and surface charge generation / recombination are substantially negligible in the passivated SiC region, SiC diodes can provide charge retention achieved by replaced capacitors. It is also important that the SiC diode can provide fast and non-destructive charge removal / deposition, while avoiding the limitations imposed by the replaced capacitor. Designing the diode as a reference diode allows the use of forward and reverse turn-on voltages for easier charge and discharge operation. Such a 1T cell with diode isolation enables the direct implementation of the architectures used in the present flash memory, and the NOR and NAND arrangements achieved, particularly as industry standards for code and data storage.
그러므로 또 다른 태양에서, 본 발명은 실리콘 카바이드 디바이스가 제어 게이트 및 부동 게이트 사이의 커패시터를 대체하는 단일-트랜지스터 셀을 포함하고, 소스 및 트랜지스터의 드레인(drain) 터미널 사이의 저항을 감지함으로써 정보를 판독하는 동적 비 휘발성 랜덤 액세스 메모리를 제공한다. 실리콘 카바이드 디바이스는 다이오드, 바람직하게는 레퍼런스-타입 다이오드 또는 제어된 스위치, 바람직하게는 트랜지스터가 될 수 있다. Therefore, in another aspect, the present invention includes a single-transistor cell in which a silicon carbide device replaces a capacitor between a control gate and a floating gate, and reads information by sensing a resistance between the source and drain terminals of the transistor. It provides a dynamic non-volatile random access memory. The silicon carbide device may be a diode, preferably a reference-type diode or a controlled switch, preferably a transistor.
본 발명에서 다이오드 격리를 가진 1T 셀의 공개는 SiC 다이오드에 제한되지 않는다. 비록 SiC 다이오드가 보유 시간을 최대화하는데 필요하지만, 다른 물질의 사용은 메모리 용량의 증가 면에서 여전히 상당한 장점이 될 수 있다. 현존하는 셀에 의해 가능한 레벨 이상의 메모리-용량 증가는 통상적인 동적 RAM에서처럼 메모리 셀을 전기적으로 리프레시함으로써 정보를 주기적으로 리프레시할 필요가 있는 특정한 응용을 여전히 가능하게 한다. The disclosure of 1T cells with diode isolation in the present invention is not limited to SiC diodes. Although SiC diodes are needed to maximize retention time, the use of other materials can still be a significant advantage in terms of increased memory capacity. Memory-capacity increases beyond the levels possible by existing cells still enable certain applications that need to periodically refresh information by electrically refreshing memory cells as in conventional dynamic RAM.
본 발명의 또 다른 실시 예에서, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)가 제공되는데, 이 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터는 워드 라인(MOSFET 게이트)을 가로지르는 비트 라인(MOSFET 드레인)을 가지고 실리콘 또는 실리콘 카바이드 내에서 구현되며, 소스가 워드 라인과 평행하다. 이 MOSFET는 단일 트랜지스터(커패시터가 더 적은) NVRAM 셀로서 동작한다. 바람직하게는 기록 동작은 접지 게이트(제로 게이트-대-기판(zero gate-to-substrate) 전압)에 의해 수행된다. 이 실시 예에서, 메모리 배열은 누설되지 않는 스위치(nonleaky switch)에 의해 접근되고, 그것은 피막으로 보호된 SiC에서 낮은 발생/재결합 비율에 의존하는 누설되지 않는 스위치의 구현이다. 비록 다른 SiC-기반 스위치(다이오드, BJT 등)가 또한 사용될 수 있지만, SiC MOSFET는 누설되지 않는 스위치의 통상적인 구현이다.In another embodiment of the present invention, a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) is provided, which has silicon or silicon with a bit line (MOSFET drain) across a word line (MOSFET gate). Implemented in carbide, the source is parallel to the word line. This MOSFET operates as a single transistor (less capacitor) NVRAM cell. Preferably the write operation is performed by a ground gate (zero gate-to-substrate voltage). In this embodiment, the memory array is accessed by a nonleaky switch, which is an implementation of a non-leak switch that relies on a low incidence / recombination ratio in the film-protected SiC. Although other SiC-based switches (diodes, BJTs, etc.) may also be used, SiC MOSFETs are a common implementation of a switch that does not leak.
다른 실시 예에서, 셀은 저항을 감지함으로써 판독된다. 이것은 메모리 용량에서 상당한 증가를 가진 다중(multiple) 레벨을 가능하게 하는 결과를 가지며, 셀 사이즈를 다운 스케일링함에 있어서의 문제점을 제거한다. In another embodiment, the cell is read by sensing a resistance. This has the result of enabling multiple levels with a significant increase in memory capacity and eliminates the problem of downscaling cell size.
이 구조는 4F2 피쳐 사이즈를 갖는다. 또 다른 장점은 논리 레벨이 채널 전하 때문에 채널 저항의 적어도 2개의 상태로서 구현되고, 2개 레벨의 저항값에서의 차이가 F에 엄격하게 의존하지 않는다는 것이다. 추가적인 장점은 서로 다른 양의 채널 전하에 의해 발생하는 다중 레벨 논리, 따라서 저항의 다중 레벨이다. This structure has a 4F 2 feature size. Another advantage is that the logic level is implemented as at least two states of the channel resistance because of the channel charge, and the difference in the resistance values of the two levels is not strictly dependent on F. A further advantage is the multi-level logic caused by the different amounts of channel charge, and thus the multi-level of resistance.
플래시 메모리에 비교하여 더 낮은 전압이 요구되고, 충전 및 방전의 속도가 플래시에 의한 것보다 더 크다. 본 발명의 메모리 셀은 필요하다면 셀이 몇몇(무한의) 논리 상태를 가질 수 있다는 부가된 이익을 가지고, 플래시 메모리의 어떠한 단점도 갖지 않는다. 플래시 메모리에 비해 본 발명이 갖는 또 다른 장점은 플래시 메모리에서 충전 및 방전이 파괴적이고, 물질 상태를 변화시키는 것에 반해, 본 발명에서는 피막으로 보호된 계면이 빠르고 비파괴적인 전하의 제거/증착을 제공한다는 것이다. 본 발명에서 다이오드를 통한 게이트의 충전 및 방전은 다이오드를 형성하는 물질의 전기적 성질을 변화시키지 않고, 어떤 식으로든 게이트 산화물(gate oxide)에 응력을 가하지 않는다. 본 발명의 동적 메모리 셀을 가지면 기록 사이클의 수는 충분히 높고, 방전/충전의 속도는 실시간 데이터 프로세싱이 가능하도록 충분히 빠르다. SiC-SiO2 계면의 피막보호는 전하 보유 시간을 충분히 길게 하여, 본 발명의 메모리 셀이 통상적인 RAM에서의 경우처럼 전기적으로 리프레시될 필요성을 피할 수 있다. 7년 초과의 전하 보유 시간이 본 발명에 의해 달성될 수 있다. Lower voltages are required compared to flash memory, and the rates of charge and discharge are greater than with flash. The memory cell of the present invention has the added benefit that the cell can have some (infinite) logic state if necessary, and does not have any disadvantages of flash memory. Another advantage of the present invention over flash memory is that charging and discharging in flash memory is disruptive and changes the state of the material, whereas in the present invention the film-protected interface provides fast / nondestructive charge removal / deposition. will be. In the present invention, the charge and discharge of the gate through the diode does not change the electrical properties of the material forming the diode and does not stress the gate oxide in any way. With the dynamic memory cell of the present invention, the number of write cycles is high enough, and the rate of discharge / charge is fast enough to allow real time data processing. Film protection of the SiC-SiO 2 interface can sufficiently lengthen the charge retention time, thereby avoiding the necessity of electrically refreshing the memory cells of the present invention as in a conventional RAM. Charge retention times of more than seven years can be achieved by the present invention.
피막보호는 열적 SiO2 피막보호 또는 바람직하게는 NO 또는 N2O로 높은 온도에서 표면을 질화(nitriding)함으로써 이루어질 수 있다. Film protection can be achieved by thermal SiO 2 film protection or by nitriding the surface at high temperatures, preferably with NO or N 2 O.
SiC 다이오드를 제조하기 위한 방법은 SiC 에피텍샬 층(epitaxial layers)의 에칭 및 표면 발생/재결합 비율을 감소시키도록 "약하게(mildly)" 질화된 SiC-SiO2 계면을 형성하는 본질적인 단계를 포함한다. SiC MOSFET의 제조를 위한 방법은 또한 "약하게" 질화된 게이트 산화물을 형성하고, 그 다음에 이온 주입을 수행하고, 그리고 나서 MOSFET의 형성을 마치는 중요한 단계를 포함한다. 자체-정렬 MOSFETs를 사용하는 것이 선호된다. 금속 게이트를 가진 자체-정렬 MOSFET가 되는 제조 방법은 성능 향상(F에 대한 더 좋은 다운스케일링, 감소된 전력 소모, 및 게이트 산화물을 통한 감소된 누설)을 제공한다. 자체-정렬 MOSFETs는 실리콘(폴리실리콘 또는 금속 게이트 중 하나를 가진)에서 정해진 순서에 따라 만들어진다. The method for fabricating a SiC diode includes the essential step of forming a "mildly" nitrided SiC-SiO 2 interface to reduce the etch and surface generation / recombination rate of the SiC epitaxial layers. The method for the fabrication of SiC MOSFETs also includes an important step of forming a “weak” nitrided gate oxide, then performing ion implantation, and then finishing the formation of the MOSFET. It is preferred to use self-aligned MOSFETs. The fabrication method of becoming a self-aligned MOSFET with a metal gate provides improved performance (better downscaling to F, reduced power consumption, and reduced leakage through the gate oxide). Self-aligned MOSFETs are made in a predetermined order in silicon (with either polysilicon or metal gates).
SiC에서의 과제는, 자체-정렬 마스크로서 MOSFET 게이트를 갖는 이온 주입에 의해 드레인 및 소소 영역을 만든 이후에, 드레인 및 소스 영역의 도핑을 활성화하기 위해 고온의 어닐링이 필요하기 때문이다. 이온 주입은 상온에서 수행될 수 있으나, 이것은 매우 높은 어닐링 온도(>1400℃)를 요구한다. 하나의 택일적 방법은 높은 온도(약 800℃)에서 이온-주입을 수행하는 것인데, 그 경우에는 1300℃까지의 포스트 주입 어닐링 온도(the post implant annealing temperature)가 충분하다. 이에 따른 과제는 게이트 산화물에 필요한 부착을 제공하고, 고온 이온 주입을 견딜 금속(또는 금속-기반 구조)을 발견하는 것이다. 선호되는 금속은 몰리브덴이고, 이것은 뜨거운 이온 주입에 의해 자체-정렬 SiC MOSFETs의 제조를 위한 조건을 만족하는 Mo-게이트 프로세스를 가능하게 한다. 다른 적당한 물질은 P+ 폴리실리콘, 및 플래티넘 실리사이드(platinum silicides)이다. 이 선호되는 방법의 본질적인 특징은 Mo 게이트의 승화를 방지하기 위해 캐핑(capping) 유전체(예를 들면, 증착된 산화물)를 사용하고, 또한 이온 주입 동안 충전효과를 파괴하는 것을 피하기 위해 얇은 금속 필름으로 캐핑 유전체를 코팅하는 것이다. The problem with SiC is that, after making the drain and source regions by ion implantation with MOSFET gates as self-aligned masks, high temperature annealing is required to activate doping of the drain and source regions. Ion implantation can be performed at room temperature, but this requires a very high annealing temperature (> 1400 ° C.). One alternative method is to perform ion-implantation at high temperatures (about 800 ° C.), in which case the post implant annealing temperature up to 1300 ° C. is sufficient. The challenge is to find metals (or metal-based structures) that provide the necessary adhesion to gate oxides and withstand hot ion implantation. The preferred metal is molybdenum, which enables a Mo-gate process that satisfies the conditions for the production of self-aligned SiC MOSFETs by hot ion implantation. Other suitable materials are P + polysilicon, and platinum silicides. An essential feature of this preferred method is to use a capping dielectric (e.g., deposited oxide) to prevent sublimation of the Mo gate, and also use a thin metal film to avoid destroying the filling effect during ion implantation. Coating the capping dielectric.
또 다른 태양에서 본 발명은 1T 셀을 포함하는 동적 NVRAM을 제공하는데,이때, 트랜지스터는, In another aspect, the present invention provides a dynamic NVRAM comprising a 1T cell, wherein the transistor is
(a) 폴리실리콘 본체,(a) a polysilicon body,
(b) 소스 및 드레인 영역으로서 동작하는 금속 또는 두껍게-도프된 폴리실리콘 접점(contacts), 및(b) metal or thick-doped polysilicon contacts operating as source and drain regions, and
(c) 격리 다이오드의 양극 또는 음극과 통합되는 SiC 게이트(c) SiC gate integrated with the anode or cathode of the isolation diode
에 의해 만들어진다. Is made by
중요 물질(Important substances ( CriticalCritical MaterialMaterial ) 및 기술적 고려사항) And technical considerations
본 발명의 메모리 셀에 대한 적절한 기능은Suitable functions for the memory cell of the present invention
(1) 낮은 발생/재결합 비율 및(1) low occurrence / recombination rate and
(2) 게이트 산화물을 통한 낮은 누설(2) low leakage through gate oxide
에 의해 가능하다. Is possible by
낮은 발생/재결합 비율이 요구되는 것은 실리콘이 매우 긴 저장 시간을 달성하기 위해 이용될 수 없기 때문이다. 넓은 에너지 갭을 가진 많은 반도체 물질은, 적어도 벌크 재결합 비율이 관여되는 한, 이론적으로 이 요구사항을 수행할 수 있다. 그러나, 표면 재결합 비율이 충분히 감소되도록, 넓은 에너지 갭을 가지는 반도체 및 유전체 사이의 고 품질 계면을 달성하는 데 어려움이 있다. SiC의 고유 산화물(native oxide)은 실리콘-다이옥사이드, 즉, 지금까지 개발된 유일한 산업-표준 반도체-유전체 계면--실리콘-실리콘 다이옥사이드 계면에서와 같은 유전체이다. SiC는 그것의 고유 유전체와 고-품질 계면을 제공할 수 있는 유일한 넓은 에너지 갭 물질이고, 그래서 본 발명에서 누설되지 않는 스위치(다이오드 또는 트랜지스터 중 하나)의 구현은 실질적으로 실리콘 카바이드 기판에 제한된다. 많은 SiC 다중유형(polytype)(3C, 4H, 6H,...)이 있으며, 그들 각각은 기본적인 요구사항을 만족한다. 3C SiC의 에너지 갭은 약 2.4eV 이고, 그것은 다른 일반적인 다중유형(6H에 대해서 약 3.0eV 및 4H SiC 에 대해서 약 3.2 eV)에 비교하여 더 작은 값이다. 이것은 발생/재결합 비율이 모든 통상의 다중유형 중 가장 크다는 것을 의미한다. 그러나, 양호한 품질의 게이트-유전체 계면을 가진 양호한-품질의 3C 물질은 비휘발성 RAMs의 구현을 위한 충분히 낮은 발생/재결합 비율을 제공할 수 있다. 3C SiC의 매력은 그것이 Si 상에 증착될 수 있으며, 예를 들면, Hoya Advanced Semiconductor Technologies(HAST)에 의해 개발된 프로세스에 의해, Si 웨이퍼 또는 대직경(large diameter) 독립형 SiC 웨이퍼 상에 SiC 필름이 집적되는 것을 가능하게 한다. SiC 및 게이트 유전체 사이의 계면 품질은 두 개의 요구사항(낮은 표면 재결합/발생 비율 및 게이트 유전체를 통한 낮은 누설)에 필수적이다. 본 발명은 요구되는 고-품질 계면을 달성하는 하나의 방법으로서 SiC 및 게이트 유전체 사이의 계면에 대한 특정한 처리를 제공한다. 이 처리는 결과적으로 질화된(nitrided)" 계면이 되는데, 여기서 질소 원자가 제거되고 계면 결함을 피막으로 보호한다. 계면 질화(nitridation)는 높은 온도(>1000℃)의 NO 또는 N2O 분위기에서 직접적인 산화물 성장 또는 이미-성장한(pre-grown) 산화물의 어닐링에 의해 달성될 수 있다. The low occurrence / recombination ratio is required because silicon cannot be used to achieve very long storage times. Many semiconductor materials with a wide energy gap can theoretically fulfill this requirement, as long as the bulk recombination rate is involved. However, it is difficult to achieve a high quality interface between a semiconductor and a dielectric having a wide energy gap so that the surface recombination rate is sufficiently reduced. The native oxide of SiC is silicon-dioxide, i.e. the same dielectric as at the only industry-standard semiconductor-dielectric interface--silicon-silicon dioxide interface developed so far. SiC is the only wide energy gap material capable of providing a high-quality interface with its inherent dielectric, so the implementation of a switch (either diode or transistor) that is not leaking in the present invention is substantially limited to silicon carbide substrates. There are many SiC polytypes (3C, 4H, 6H, ...), each of which meets the basic requirements. The energy gap of 3C SiC is about 2.4 eV, which is smaller compared to other common multitypes (about 3.0 eV for 6H and about 3.2 eV for 4H SiC). This means that the occurrence / recombination ratio is the largest of all common multitypes. However, good quality 3C materials with good quality gate-dielectric interfaces can provide sufficiently low occurrence / recombination ratios for the implementation of nonvolatile RAMs. The attraction of 3C SiC is that it can be deposited on Si, for example, by a process developed by Hoya Advanced Semiconductor Technologies (HAST), in which a SiC film can be deposited on a Si wafer or a large diameter freestanding SiC wafer. Makes it possible to integrate. The interface quality between SiC and gate dielectric is essential for two requirements: low surface recombination / occurrence rate and low leakage through gate dielectric. The present invention provides a specific treatment for the interface between the SiC and the gate dielectric as one method of achieving the required high-quality interface. This treatment results in a "nitrided" interface, where the nitrogen atoms are removed and the interface defects are protected by a film. Interfacial nitriding is a direct reaction in NO or N 2 O atmospheres at high temperatures (> 1000 ° C). It can be achieved by oxide growth or by annealing of pre-grown oxides.
중요 셀 및 Critical cells and 아키텍쳐Architecture 고려사항 Considerations
셀 디자인 및 메모리 아키텍쳐에 관한 2가지 유력한 접근이 1C1T 및 1T 에 의해 표시될 것이다. Two potent approaches to cell design and memory architecture will be represented by 1C1T and 1T.
1C1T 접근은 실리콘 상의 현대 DRAMs에서 발견된다. 이런 유형의 셀에서, 트랜지스터는 서로 다른 논리 레벨을 기억하도록 전하가 저장되는 커패시터에 접근하는 스위치로서 이용된다. 트랜지스터는 커패시터에 저장된 정보/전하를 판독하는 것이 가능하도록 켜짐 모드(on-mode) 스위치로서 세팅된다. 그러므로, 커패시턴스가 이런 유형의 셀에서 감지된다고 한다. 비록 하나의 트랜지스터만이 있고, 커패시터가 트랜지스터의 상단에 적층될 수 있지만, 커패시터를 연결하는 스위치로서 트랜지스터를 사용하는 것은 트랜지스터 영역 밖에서 만들어지는 접점을 필요로 한다. 그러므로, 이 셀의 영역은 단일 트랜지스터에 의해 차지되는 영역보다 더 넓고, 통상적으로 8F2 와 같다. 따라서, 셀은 그것을 단일 트랜지스터의 영역보다 더 크지 않은 영역을 차지하는 1T 셀로부터 구별하기 위해 1C1T로 표시될 것이다 . The 1C1T approach is found in modern DRAMs on silicon. In this type of cell, transistors are used as switches to access capacitors where charge is stored to store different logic levels. The transistor is set as an on-mode switch to enable reading of the information / charge stored in the capacitor. Therefore, capacitance is said to be sensed in this type of cell. Although there is only one transistor and a capacitor can be stacked on top of the transistor, using the transistor as a switch connecting the capacitor requires a contact made outside the transistor region. Therefore, the area of this cell is wider than the area occupied by a single transistor, typically equal to 8F 2 . Thus, a cell will be labeled 1C1T to distinguish it from a 1T cell that occupies an area no larger than that of a single transistor.
실리콘에 구현되는 트랜지스터를 갖는 1C1T 셀은(현대 DRAMs에서처럼) 휘발성인데, 이것은 저장된 전하가 주기적으로 리프레시 되어야 한다는 것을 의미한다. 전하는 MOSFET의 게이트 산화물(만약 게이트 산화물이 매우 얇다면) 및 MOSFET의 채널(만약 하위한계(subthreshold) 또는 오프 전류(off current)가 너무 높다면)을 통해 누설될 수 있다. 두 개의 이와같은 누설 메커니즘은 SiC에서 중요하지 않은 레벨로 최소화될 수 있다. 실리콘의 경우, 전하 누설은 또한 높은 발생/재결합 비율에 의해 나타난다. 이 누설은 사용되는 물질(현대 DRAMs에서 실리콘)의 에너지 갭에 의해 세팅되며, 셀 디자인에 의해 피할 수 없다. 만약 1C1T 셀에서 트랜지스터가 SiC에서 구현된다면, 1C1T 셀을 비휘발성 RAM으로 전환하면서, 발생/재결합 비율이 중요하지 않은 레벨로 감소될 수 있다. 이것은 미국 특허 5465249 및 5510630에서 공개된다.1C1T cells with transistors implemented in silicon are volatile (as in modern DRAMs), which means that the stored charge must be refreshed periodically. Charge can leak through the MOSFET's gate oxide (if the gate oxide is very thin) and through the MOSFET's channel (if the subthreshold or off current is too high). Two such leakage mechanisms can be minimized to insignificant levels in SiC. In the case of silicon, charge leakage is also manifested by a high occurrence / recombination ratio. This leakage is set by the energy gap of the material used (silicon in modern DRAMs) and is inevitable by cell design. If a transistor in a 1C1T cell is implemented in SiC, the transition / recombination ratio can be reduced to an insignificant level while switching the 1C1T cell to nonvolatile RAM. This is disclosed in US patents 5465249 and 5510630.
비록 SiC에서 1C1T 셀의 구현이 메모리 휘발성의 문제를 해결하더라도, 메모리 용량에 관한 제한들이 존재한다: (1) 피쳐 사이즈 F 의 감소는 작은 커패시턴스를 감지하는 데 실질적인 한계에 의해 제한되고(커패시턴스가 F2에 비례한다면, 커패시턴스는 셀 영역에 비례적으로 감소된다.), (2) 트랜지스터 및 커패시터 사이의 측면 접점은 넓은 셀 영역(약 8F2)의 원인이 된다. 따라서, 1C1T 셀의 개념은 본 발명에 이용되지 않는다. Although the implementation of 1C1T cells in SiC solves the problem of memory volatility, there are limitations on memory capacity: (1) The reduction in feature size F is limited by practical limitations in detecting small capacitance (capacitance is F If it is proportional to 2 , the capacitance is reduced in proportion to the cell area.), (2) The side contact between the transistor and the capacitor causes the wide cell area (about 8F 2 ). Thus, the concept of 1C1T cell is not used in the present invention.
본 발명에서 공개하는 접근은 통상적으로 현대 플래시 메모리에서 발견되는 1T 셀의 개념에 관한 것이다. 이 접근의 장점은,The approach disclosed in the present invention relates to the concept of 1T cells typically found in modern flash memory. The advantage of this approach is that
(1) 더 작은 셀 영역이 가능하고(4F2에 근접함)(1) smaller cell area is possible (close to 4F 2 )
(2) MOSFET의 저항이 감지된다면, 피쳐 사이즈 F의 다운스케일링이 감지 메커니즘에 의해 제한되며, 그리고(2) if the resistance of the MOSFET is detected, downscaling of feature size F is limited by the sensing mechanism, and
(3) 다중 논리 레벨이 실질적으로 실현 가능하다는 것이다. (3) Multiple logic levels are practically feasible.
모든 이런 장점들이 더 높은 메모리 용량을 달성하는데 도움이 되며, 더 높은 메모리 용량은 현대 DRAMs에 의한 것보다는 현대 플래시에 의해 달성된다는 사실이 증거가 된다.All these advantages help to achieve higher memory capacities, and the evidence shows that higher memory capacities are achieved by modern flash rather than by modern DRAMs.
플래시에서 1T 셀은 하나가 아닌 두 개의 수직으로 집적된 커패시터, 즉, 부동 게이트 및 MOSFET 채널 사이의 MOS 커패시터와 부동 게이트 및 제어 게이트 사이의 커패시터를 통합한다는 것이 분명하다. 1C1T 셀에는 단지 하나의 수직으로 집적된 커패시터가 있다. 그러나, 이것은 셀 사이즈에 관한 어떤 차이도 만들지 않는다(중요한 요소는 우리가 1C1T로 지칭하는 셀 내에 측면으로 연결된 커패시터이다).In flash, it is clear that a 1T cell integrates two vertically integrated capacitors instead of one, a MOS capacitor between the floating gate and the MOSFET channel and a capacitor between the floating gate and the control gate. There is only one vertically integrated capacitor in a 1C1T cell. However, this does not make any difference in cell size (an important factor is the capacitors that are laterally connected in the cell we refer to as 1C1T).
플래시 내에 2개의 수직으로 집적된 커패시터는 전기적 측면에서 부동게이트(floating gate)를 달성하는 특정한 방법을 제시한다. 우리는 이런 유형의 부동 게이트를 커패시터-격리 게이트로 부를 수 있다. 부동 게이트를 갖는 것의 본질적인 장점은 부동 게이트 내에 트랩되는 임의의 비평형 전하가 매우 오랜 기간 동안 유지될 수 있다는 것이다. 그러므로, 이런 유형의 1T 셀은 비휘발성 메모리를 만들기 위한 기초적인 블록이 된다. 커패시터-격리 게이트의 내재적인 단점은 부동 게이트로 전하 증착 및 부동 게이트로부터의 전하 제거 두 개의 프로세스에서 전하가 커패시터 유전체(들)를 통해 통과하도록 강요되어야 한다는 사실로부터 나온다. 결과는,Two vertically integrated capacitors in the flash present a specific way of achieving a floating gate in electrical terms. We can call this type of floating gate as a capacitor-isolating gate. The essential advantage of having a floating gate is that any unbalanced charge trapped within the floating gate can be maintained for a very long time. Therefore, this type of 1T cell becomes the basic block for making nonvolatile memory. An inherent disadvantage of capacitor-isolating gates arises from the fact that charge is forced to pass through the capacitor dielectric (s) in two processes: charge deposition to the floating gate and removal of charge from the floating gate. result,
(1) 충전/방전 사이클의 수가 제한되고,(1) the number of charge / discharge cycles is limited,
(2) 충전 및 방전 시간이 상대적으로 길며,(2) the charge and discharge time is relatively long,
(3) 충전/방전 메커니즘이 피쳐 사이즈(F)의 다운스케일링에 제한을 부가하는 것이 된다. (3) The charge / discharge mechanism adds a restriction to downscaling of the feature size (F).
첫 번째 2개 요소는 이런 유형 메모리의 응용을 판독 전용 메모리(read-only memory)로 알려진 것으로서 제한하고, 세 번째 요소는 메모리 용량의 증가를 제한한다.The first two elements limit the application of this type of memory as known as read-only memory, and the third element limits the increase in memory capacity.
본 발명은 커패시터 격리가 필요없는, 그래서 플래시 메모리와 연관된 단점을 제거하는 1T 메모리 셀을 제공한다. 그것은 추가로 무제한 수의 사이클의 빠른 기록을 갖는 1T 비 휘발성 메모리를 가능하게 하는 피막으로 보호되는 표면을 가지는 SiC를 제공한다. 많은 수의 특정 구현이 가능한데, 특히 다이오드 격리를 갖는 1T 셀 및 게이트 격리를 가지지 않는 1T 셀이 가능하다. The present invention provides a 1T memory cell that does not require capacitor isolation, thus eliminating the disadvantages associated with flash memory. It additionally provides SiC with a film-protected surface that enables 1T non-volatile memory with a fast write of an unlimited number of cycles. Many specific implementations are possible, in particular 1T cells with diode isolation and 1T cells without gate isolation.
도 1은 관련된 종래기술인 플래시 메모리에서 사용되는 커패시터 격리 부동 게이트를 가지는 1T 셀의 에너지-대역 다이어그램을 도시한다.
도 2는 본 발명에서 공개된 다이오드 격리를 갖는 1T 셀의 에너지-대역 다이어그램을 도시한다.
도 3은 4H SiC 상의 MOS 커패시터에 있어서, 서로 다른 온도에서 측정되는 전하-보유 시간에 대한 아레니우스(Arrhenius) 플롯을 도시한다.
도 4는 3C SiC 상의 MOS 커패시터에 있어서, 서로 다른 온도에서 측정되는 전하-보유 시간에 대한 아레니우스(Arrhenius) 플롯을 도시한다.
도 5는 본 발명에서 공개되는, 다이오드 격리를 갖는 1T 셀을 이용한 NOR 메모리 배열을 도시한다.
도 6은 순방향(VF) 및 역방향(VR) 켜짐 전압을 규정하는, 레퍼런스 다이오드에 대한 I-V 특징을 도시한다.
도 7은 바람직한 실시 예에서 다이오드 격리를 갖는 1T 셀의 단면도를 도시한다.
도 8은 NOR-타입 배열에서 이용되는 1T 셀의 배치(layout)를 도시한다.
도 9는 NOR-타입 배열에서 게이트 격리를 가지지 않는 1T 셀의 단면도를 도시한다.
도 10은 게이트 격리를 가지지 않는 1T 셀의 판독 상태를 도시한다.
도 11은 게이트 격리를 가지지 않는 1T 셀에서 논리 0의 기록을 도시한다.
도 12는 게이트 격리를 가지지 않는 1T 셀에서 논리 1의 기록을 도시한다.
도 13은 본 발명에 적용가능한 제조방법의 단계 1을 도시한다.
도 14는 본 발명에 적용가능한 제조방법의 단계 2를 도시한다.
도 15는 본 발명에 적용가능한 제조방법의 단계 3을 도시한다.
도 16은 본 발명에 적용가능한 제조방법의 단계 4를 도시한다.
도 17은 본 발명에 적용가능한 제조방법의 단계 5를 도시한다.
도 18은 본 발명에 적용가능한 제조방법의 단계 6을 도시한다.
도 19는 본 발명에 적용가능한 제조방법의 단계 8을 도시한다.1 shows an energy-band diagram of a 1T cell with capacitor isolated floating gates used in related prior art flash memories.
2 shows an energy-band diagram of a 1T cell with diode isolation disclosed herein.
3 shows an Arrhenius plot of charge-hold time measured at different temperatures for a MOS capacitor on 4H SiC.
4 shows an Arrhenius plot of charge-hold time measured at different temperatures for a MOS capacitor on 3C SiC.
5 illustrates a NOR memory arrangement using a 1T cell with diode isolation, as disclosed herein.
6 shows IV characteristics for a reference diode, which defines the forward (V F ) and reverse (V R ) on voltages.
7 shows a cross-sectional view of a 1T cell with diode isolation in a preferred embodiment.
8 shows the layout of 1T cells used in a NOR-type arrangement.
9 shows a cross-sectional view of a 1T cell without gate isolation in a NOR-type arrangement.
10 shows the read state of a 1T cell without gate isolation.
Figure 11 shows the writing of
12 shows the writing of
Figure 13 shows step 1 of the manufacturing method applicable to the present invention.
Figure 14 shows step 2 of the manufacturing method applicable to the present invention.
Figure 15 shows step 3 of the manufacturing method applicable to the present invention.
Figure 16 shows step 4 of the manufacturing method applicable to the present invention.
Figure 17 shows step 5 of the manufacturing method applicable to the present invention.
18 shows step 6 of the manufacturing method applicable to the present invention.
19 shows step 8 of a manufacturing method applicable to the present invention.
다이오드 격리를 가진 1T 셀1T cell with diode isolation
이 유형의 셀이 발명의 바람직한 실시 예이다. 현대 플래시 메모리에서 사용되는 커패시터-격리 1T 셀과의 차이는 부동 게이트 및 제어 게이트 사이의 커패시터가 SiC 다이오드로 대체된다는 것으로 간단히 기술될 수 있다. This type of cell is a preferred embodiment of the invention. The difference from the capacitor-isolated 1T cell used in modern flash memory can be described simply as the capacitor between the floating gate and the control gate is replaced by a SiC diode.
도 1은 커패시터-격리 1T 셀의 단면 및 에너지-대역 다이어그램을 도시한다. 제어 게이트 및 MOSFET의 본체 사이가 제로 전압인 경우(도 1b)에 전자들이 부동 게이트 및 주위 게이트 유전체에 의해 만들어지는 퍼텐셜 우물(potential well)에 트랩(trap)된다는 것을 도시한다. 이것은, 비평형 전하가 커패시터의 유전체에 의해 양쪽 측부에 만들어지는 높은 퍼텐셜 장벽을 탈출할 수 없을 때에도, 긴 전하 보유를 가능하게 한다. 양의 전압이 제어 게이트에 적용되는 경우(도 1c)에 부동 게이트 및 어느 하나의 커패시터 유전체 사이의 장벽 높이가 변하지 않는다는 것을 도시한다. 이것은 전하 제거/증착 관점에서 문제가 된다. 1 shows a cross-section and energy-band diagram of a capacitor-isolated 1T cell. When the voltage between the control gate and the body of the MOSFET is at zero voltage (FIG. 1B) it is shown that electrons are trapped in a potential well created by the floating gate and the surrounding gate dielectric. This enables long charge retention even when the unbalanced charge cannot escape the high potential barrier created on both sides by the dielectric of the capacitor. It is shown that the barrier height between the floating gate and either capacitor dielectric does not change when a positive voltage is applied to the control gate (FIG. 1C). This is a problem in terms of charge removal / deposition.
도 2는 다이오드 격리를 갖는 1T 셀에 대한 단면 및 에너지-대역 다이어그램을 도시한다. 이 예에서, 다이오드는 SiC에서 NPN 구조로서 구현되고, 실리콘, 폴리실리콘, 또는 임의의 다른 반도체로부터 만들어질 수 있는 MOSFET의 본체로부터 게이트 유전체에 의해 분리된다. 제로 바이어스의 경우(도 2b)에 게이트 유전체(다이오드)에 인접한 PN 접합이 부동 게이트에 의해 만들어지는 퍼텐셜 우물(도 1b)과 유사한 방식으로 전하를 저장할 수 있는 퍼텐셜 우물을 만든다는 것을 도시한다. 원칙적으로, 실리콘 및 임의의 다른 반도체에서의 NPN 구조는 같은 에너지-대역 다이어그램을 갖는다. SiC 경우와의 차이점은 모든 누설 경로가 제거되기 때문에 비평형 전하가 퍼텐셜 우물에 보유될 수 있다는 것이다:(1)P-N 접합의 공핍층(depletion layer)에서 캐리어 발생은 넓은 에너지 갭 때문에 무시할만하고, (2)장벽 너머로 방출은 큰 장벽 높이(>1.5 eV) 때문에 무시할만하고, 그리고 (3) SiC 및 주위 유전체(SiO2) 사이의 계면에서의 발생/재결합은 무시할만하다. 이것은 커패시터-격리 1T 셀의 경우에서처럼 긴 전하-보유 시간을 가능하게 한다. 2 shows a cross-section and energy-band diagram for a 1T cell with diode isolation. In this example, the diode is implemented as an NPN structure in SiC and is separated by the gate dielectric from the body of the MOSFET, which can be made from silicon, polysilicon, or any other semiconductor. In the case of zero bias (FIG. 2B) it is shown that the PN junction adjacent to the gate dielectric (diode) creates a potential well that can store charge in a manner similar to the potential well created by the floating gate (FIG. 1B). In principle, NPN structures in silicon and any other semiconductor have the same energy-band diagram. The difference from the SiC case is that because all leakage paths are eliminated, unbalanced charge can be retained in the potential well: (1) Carrier generation in the depletion layer of the PN junction is negligible because of the wide energy gap, (2) the release over the barrier is negligible because of the large barrier height (> 1.5 eV), and (3) the occurrence / recombination at the interface between the SiC and the surrounding dielectric (SiO 2 ) is negligible. This allows for a long charge-retention time as in the case of capacitor-isolated 1T cells.
양 전압이 제어 게이트에 인가되는 경우(도 2c)에 장벽이 인가 전압에 의해 제거되고, 빠르고 비파괴적인 음전하의 제거(또는 대등하게, 양 전하의 증착)가 가능하다는 것을 도시한다. 유사하게, 제어 게이트에서의 음 전압은 제어-게이트 측부로부터 에너지 대역을 들어올림으로써 장벽을 제거하고, 음 전하의 빠르고 비파괴적인 증착을 가능하게 한다. It is shown that when a positive voltage is applied to the control gate (FIG. 2C) the barrier is removed by the applied voltage and fast and nondestructive removal of negative charges (or equivalently, deposition of positive charges) is possible. Similarly, the negative voltage at the control gate removes the barrier by lifting the energy band from the control-gate side and allows for fast and nondestructive deposition of negative charge.
이것이 커패시터-격리 1T 셀의 단점을 제거하는 다이오드 및 커패시터에 의해 만들어지는 장벽 사이의 본질적인 차이다. 이것은 비휘발성 1T 메모리 셀의 사용이 동적 RAM(무제한 수의 빠른 기록 사이클)을 만드는 것을 가능하게 하는 차이다.This is the inherent difference between the barrier created by the diode and the capacitor, which eliminates the shortcomings of capacitor-isolated 1T cells. This is the difference that makes use of nonvolatile 1T memory cells possible to create dynamic RAM (an unlimited number of fast write cycles).
이전에 언급했듯이, 다이오드 격리를 가지는 공개된 1T 셀의 중대한 이슈는 빠르고 비파괴적인 전하 증착 및 제거가 아니라 전하 보유이다. 최근에 출판된 결과(Cheong, Dimitrijev, Han, "Investigation of Electron-Hole Generation in MOS Capacitors on 4H SiC",IEEE Trans. Electron Devices, vol. 50, pp. 1433-1439, June 2003)는 표면 발생(surface generation)이 4H SiC 상의 최고-품질로 질화된 계면에서조차 주요한 누설 메커니즘이 된다는 것을 나타낸다. 그러므로, 다이오드-격리 1T 셀에서 전하 보유는 SiC 상의 MOS 커패시터에서의 전하 보유를 조사함으로써 특징을 나타낸다. 4H SiC 상의 MOS 커패시터에 대한 그와 같은 연구의 결과가 도 3에 도시된다. 도시된 것처럼, 측정은 전하 발생을 가속하기 위해 높은 온도에서 수행된다. 측정 프로시져의 세부사항은 다른 곳에서 기술된다(예를 들면, Cheong and Dimitrijev, "MOS Capacitor on 4H-SiC as a Nonvolatile Memory Element",IEEE Electron Dev. Lett.,vol. 23, pp. 404-406, July 2002). 온도에 대한 아레니우스 유형 의존을 가정하면, 고온에서 전하-보유 시간에 대한 실험 결과는 상온으로 외삽될 수 있다. 이 방식에서 얻어지는 결과는 4.6 x 109 년이다. 유사한 연구가 3C SiC 상의 MOS 커패시터에 대해서 수행되었고, 그 결과가 도 4에 도시된다. 상온으로의 외삽은 7.8 년의 전하-보유 시간을 제시한다. 3C SiC에 대한 에너지 갭은 좁지만, 4H SiC 및 3C SiC에 의한 보유시간 사이의 차이는 에너지 갭이 주요한 원인이 되는 경우 갖게 되는 차이보다 훨씬 더 크다. 이 차이는 더 열등한-품질의 3C 물질을 암시하며, 그것은 추가로 3C SiC 상의 전하 보유에서의 상당한 향상이 물질 품질에서의 추가적인 향상과 함께 가능하다는 것을 의미한다. As mentioned previously, the major issue with published 1T cells with diode isolation is charge retention rather than fast and nondestructive charge deposition and removal. Recently published results (Cheong, Dimitrijev, Han, "Investigation of Electron-Hole Generation in MOS Capacitors on 4H SiC", IEEE Trans. Electron Devices, vol. 50, pp. 1433-1439, June 2003) surface generation) is a major leakage mechanism even at the highest-quality nitrided interface on 4H SiC. Therefore, charge retention in diode-isolated 1T cells is characterized by investigating charge retention in MOS capacitors on SiC. The results of such a study for MOS capacitors on 4H SiC are shown in FIG. 3. As shown, measurements are performed at high temperatures to accelerate charge generation. Details of the measurement procedure are described elsewhere (eg Cheong and Dimitrijev, "MOS Capacitor on 4H-SiC as a Nonvolatile Memory Element", IEEE Electron Dev. Lett., Vol. 23, pp. 404-406 , July 2002). Assuming Arenius type dependence on temperature, experimental results for charge-holding time at high temperatures can be extrapolated to room temperature. The result obtained in this manner is 4.6 x 10 9 years. Similar studies were performed for MOS capacitors on 3C SiC, and the results are shown in FIG. Extrapolation to room temperature gives a charge-retention time of 7.8 years. Although the energy gap for 3C SiC is narrow, the difference between the retention times by 4H SiC and 3C SiC is much larger than the difference that would be made if the energy gap was the main cause. This difference implies a lower-quality 3C material, which further means that a significant improvement in charge retention on the 3C SiC is possible with further improvement in material quality.
위에서 기술하였듯이, 질화된 SiC-SiO2 계면은 공개된 1T 셀에 최대 보유시간을 제공한다. 그러나, 다이오드 격리를 가진 공개된 1T 셀은 새롭고, 질화된 SiC-SiO2 계면없이 구현되거나 또는 다른 반도체와 함께 구현될 때조차도 많은 유용한 성질을 갖는다. 예를 들면, 다이오드가 Si로 구현된다면 전하 보유 시간은 1초 이하로 떨어질 수 있으나, 높은 메모리 용량에 관련된 특징은 여전히 더 뛰어난 활성 DRAMs을 만드는데 사용될 수 있다. As described above, the nitrided SiC-SiO 2 interface provides maximum retention time for published 1T cells. However, published 1T cells with diode isolation have many useful properties even when implemented without a new, nitrided SiC—SiO 2 interface or with other semiconductors. For example, if the diode is implemented in Si, the charge retention time can drop to less than one second, but features related to high memory capacity can still be used to make better active DRAMs.
메모리 셀을 판독하는 것은 플래시 메모리에서 사용되는 커패시터-격리 1T 와 유사하다. MOSFET 채널에서의 전하는 부동 게이트 내에 저장되는 전하의 양에 의존한다. 채널 내의 전하가 채널의 저항을 결정한다고 가정하면, 판독은 MOSFET 채널 양단에 전압을 인가하고, 그 결과로 생기는 전류를 감지함으로써 간단히 수행된다. Reading the memory cell is similar to the capacitor-isolated 1T used in flash memory. The charge in the MOSFET channel depends on the amount of charge stored in the floating gate. Assuming that the charge in the channel determines the resistance of the channel, the readout is simply performed by applying a voltage across the MOSFET channel and sensing the resulting current.
게이트-격리 다이오드는 셀이 NOR-타입 배열(도 5)에 사용될 때에도, 임의의 이웃하는 셀의 원하지 않는 외란(disturbance)없이 셀을 프로그램하는 것을 가능하게 한다. 셀의 게이트에 양 전하를 증착하기 위해, 전압 Vp가 상응하는 워드 및 비트 라인 사이에 인가된다. 이 전압은 다이오드의 순방향 켜짐 전압, VF 보다 커야한다(도 6은 레퍼런스 다이오드의 순방향, VF 및 역방향, VR 켜짐 전압을 규정한다). 만약 VP의 일부가 워드 라인 및 접지 사이에(VW=aVP 여기서 a<1), 그리고 다른 일부가 접지 및 비트 라인 사이에[VB=-(1-a)VP] 세트 된다면, 전압 VP는 선택된 다이오드의 양극 및 음극 사이에 나타날 것이다. 이것은 이 다이오드를 순방향 켜짐 모드(on mode)로 가져가며, VP-VF 에 비례하는 게이트에 양전하를 증착한다. 선택된 워드 라인과 나란한 모든 셀들의 게이트들은 VW에서 리프트될 것이나, 어떠한 다른 비트 라인들도 선택된 셀의 경우처럼, VB까지 떨어지지 않는다. 만약 VP가 VF 및 VR의 값에 의해 세트된 최대 한계 이하로 유지된다면, 이웃하는 다이오드의 어떤 것도 순방향 또는 역방향 중 어느 하나의 켜짐 모드로 되지 않을 것이다. The gate-isolating diode makes it possible to program the cell without the unwanted disturbances of any neighboring cell, even when the cell is used in a NOR-type arrangement (Figure 5). To deposit positive charge at the gate of the cell, a voltage V p is applied between the corresponding word and bit line. This voltage must be greater than the diode's forward on voltage, V F (FIG. 6 defines the forward, V F and reverse, V R on voltages of the reference diode). If part of V P is set between word line and ground (V W = aV P where a <1), and the other part is set between ground and bit line [V B =-(1-a) V P ] The voltage V P will appear between the anode and cathode of the selected diode. This brings the diode into forward on mode and deposits a positive charge on the gate proportional to V P -V F. The gates of all cells parallel to the selected word line will be lifted at V W , but no other bit lines will drop to V B as in the case of the selected cell. If V P remains below the maximum limit set by the values of V F and V R , none of the neighboring diodes will be in the on mode of either forward or reverse.
게이트에 서로 다른 양의 양 전하를 증착하도록 VP가 그것의 최소 및 최대값 사이에서 조정될 수 있다는 것이 중요하다. 이것은 셀에 서로 다른 논리 레벨을 세팅하기 위한 간단한 메카니즘을 제공한다. It is important that V P can be adjusted between its minimum and maximum values to deposit different amounts of positive charge on the gate. This provides a simple mechanism for setting different logic levels in the cell.
게이트가 일단 충전되면, 역방향으로 바이어스된(reverse-biased) 다이오드에 의해 게이트의 양전하를 구속(lock)하기 위해 워드 라인은 VW=0 V 까지 떨어진다. 비트 라인은 또한 기록 사이클을 완성하기 위해 VB=0 V로 인도된다. Once the gate is charged, the word line drops to V W = 0 V to lock the positive charge of the gate by a reverse-biased diode. The bit line also leads to V B = 0 V to complete the write cycle.
기록을 위한 셀을 준비하기 위해, 증착된 전하는 역방향 켜짐 모드에 있는 다이오드를 비슷한 방식으로 세팅함으로써 제거될 수 있다. 이 경우에 음전압 VN이 VP 대신 사용되어, 임의의 이웃하는 셀을 외란시키지 않으면서 음극 및 양극 사이에 VR 보다 더 큰 전압 강하를 일으킨다. To prepare the cell for writing, the deposited charge can be removed by setting the diode in reverse on mode in a similar manner. In this case, negative voltage V N is used instead of V P , causing a voltage drop larger than V R between the cathode and anode without disturbing any neighboring cells.
이 셀에서 다이오드 및 트랜지스터에 대한 많은 가능한 구현들이 있다. 도 7은 바람직한 구현에서의 메모리 셀 단면을 도시한다. 다이오드가 바닥(SiC 또는 Si 기판 위)에 있으며, 반면에 트랜지스터는 다이오드의 상단 위에 만들어지고, 게이트가 트랜지스터 본체 아래에 있다면, 상단-측부 아래에 나타난다는 것을 알 수 있다. 이것은 단일결정 SiC 에피택셜 층에서 다이오드의 간단한 제조를 가능하게 한다. 트랜지스터의 본체에 관련해서는, 그것은 실리콘 기술에서 잘 설정된 기법에 의해 다이오드 주위의 산화물에 증착된 폴리실리콘 필름에서 만들어질 수 있다. 폴리 실리콘 필름의 저항은 이 구조와 연관된 전계 효과를 통해 부동 게이트의 전하에 영향받는다. 공핍층-유형 또는 반전-유형(inversion-type) 전계 효과 중 하나가 사용될 수 있다. There are many possible implementations for diodes and transistors in this cell. 7 shows a memory cell cross section in a preferred implementation. It can be seen that the diode is at the bottom (on the SiC or Si substrate), while the transistor is made on top of the diode and if the gate is below the transistor body, it appears below the top-side. This enables simple fabrication of diodes in single crystal SiC epitaxial layers. Regarding the body of the transistor, it can be made from a polysilicon film deposited on the oxide around the diode by well established techniques in silicon technology. The resistance of the polysilicon film is affected by the charge on the floating gate through the field effect associated with this structure. One of the depletion layer-type or inversion-type field effects can be used.
저항을 감지하기 위해, 소스 및 드레인이 일반적인 MOSFET 구조에서 행하는 것처럼 자체 정렬 접점들(contacts)이 트랜지스터 본체를 접촉하도록 만들어진다. 이 구조는 금속(또는 폴리실리콘) 접점을 갖는 전하-제어 폴리실리콘 저항으로서 기술될 수 있다. 비록 이것이 좀더 명확한 기술(description)이 될 수 있을지라도, 전기적으로, 이 구조는 MOSFET의 역할을 수행한다. To sense the resistance, self-aligned contacts are made to contact the transistor body as the source and drain do in a typical MOSFET structure. This structure can be described as a charge-controlled polysilicon resistor with metal (or polysilicon) contacts. Although this may be a more descriptive description, electrically, this structure plays the role of a MOSFET.
도 7에 도시된 구조는 NPN 타입 레퍼런스 다이오드 및 도 5의 전기적 다이어그램과 매치되는 P-타입 본체를 갖는 MOSFETs를 도시한다. PNP 타입 레퍼런스 다이오드 및 P-타입 또는 N-타입 본체 중 하나를 갖는 MOSFETs 같은 다른 조합들이 또한 가능하다. 다이오드 및 MOSFETs 둘 다 또한 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 다이오드 구현은 쇼트키(Schottky) 접점을 포함할 수 있고, 역방향 켜짐 모드에서 애벌런치(avalanche) 발생을 이용할 수 있다. The structure shown in FIG. 7 shows MOSFETs having an NPN type reference diode and a P-type body that matches the electrical diagram of FIG. 5. Other combinations are also possible, such as PNP type reference diodes and MOSFETs with either P-type or N-type bodies. Both diodes and MOSFETs can also be implemented in many different ways. For example, the diode implementation may include a Schottky contact and may utilize avalanche generation in reverse on mode.
도 7에서 도시된 구조에 대한 출발 물질은 상단에 3개의 SiC 에피텍샬층(NPN)을 갖는 SiC 또는 Si 기판이다. SiC 기판은 SiC 웨이퍼가 될 수 있고, 그 경우에 SiC에 대한 뛰어난 온도 도전성질이 매우 효과적인 열 제거를 위해 이용된다. 이것은 전력 손실 한계를 완화하는데, 그렇지 않았다면 그것은 메모리 용량 증가에 대한 제한 요소가 될 수 있다. 설정된 프로세싱 단계의 조합이 이 구조를 제조하기 위해 이용될 수 있다. 다이오드는 SiC 에피층(epilayers)의 에칭에 의해 만들어지고, 여기서 바닥 N-에피텍샬층은 워드 라인을 만들기 위해 이용된다. 게이트 산화물은 SiC 산화에 의해 만들어지며, SiC-SiO2 계면은 보유 시간을 최대로 하도록 질화된다. MOSFETs 의 본체는 폴리실리콘 증착, 도핑 및 에칭에 의해 만들어진다. 본체(소스 및 드레인)로의 접점은 금속 또는 폴리실리콘 증착 및 에칭에 의해 또는 화학적 및 기계적 연마(CMP)에 의해 만들어진다. 소스 라인 및 비트 라인은 표준 기법- 산화물 증착, 접점 홀 개방(opening) 및 필링(filling), 표준 CMP, 및 금속 증착 및 에칭-에 의해 만들어진다. The starting material for the structure shown in FIG. 7 is a SiC or Si substrate with three SiC epitaxial layers (NPN) on top. SiC substrates can be SiC wafers, in which case excellent temperature conductivity for SiC is used for very effective heat removal. This mitigates the power loss limit, which otherwise could be a limiting factor in increasing memory capacity. Combinations of established processing steps can be used to fabricate this structure. The diode is made by etching of SiC epilayers, where the bottom N-epitaxial layer is used to make a word line. The gate oxide is made by SiC oxidation and the SiC-SiO 2 interface is nitrided to maximize the retention time. The body of MOSFETs is made by polysilicon deposition, doping and etching. Contacts to the body (source and drain) are made by metal or polysilicon deposition and etching or by chemical and mechanical polishing (CMP). Source lines and bit lines are made by standard techniques—oxide deposition, contact hole opening and filling, standard CMP, and metal deposition and etching.
도 8은 NOR-타입 배열에서 이용되는 1T 셀의 배치를 도시한다. 도가 보여주는 것처럼, 비트 라인(MOSFETs 의 드레인)이 워드 라인(MOSFETs의 게이트)을 가로지른다. MOSFETs의 소스는 워드 라인(MOSFETs의 게이트)과 평행하게 이어진다. 이것은 4 F2의 셀 영역에 상응한다. 8 illustrates the placement of 1T cells used in a NOR-type arrangement. As the diagram shows, the bit line (drain of MOSFETs) crosses the word line (gate of MOSFETs). The source of the MOSFETs runs parallel to the word line (the gate of the MOSFETs). This corresponds to a cell region of 4 F 2 .
게이트 격리를 가지지 않은 1T 셀1T cell without gate isolation
어떠한 게이트 격리도 가지지 않은 1T 셀은 증가된 메모리 용량을 가지는 실리콘-기반 휘발성 DRAM을 만들기 위해 S.Okhonin, M.Nagoga, J.M. Sallese 및 P Fazan(IEEE Electron Device letters Vol 23 No 2 Feb 2002)에 의해 NOR-타입 배열에 이용되었다. 피막으로 보호된 표면을 가지며 SiC 내에 게이트 격리를 가지지 않는 1T 셀의 구현은 본 발명의 실시 예를 구성하는 비휘발성 셀을 만든다. A 1T cell without any gate isolation has been described in S. Okhonin, M. Nagoga, J.M. Sallese and P Fazan (IEEE Electron Device letters Vol 23
본 실시 예에서 메모리 셀은 MOSFET 채널에서 소수 캐리어(P-타입 기판상의 N-채널 MOSFET 경우에 전자)를 저장한다. 메모리 MOSFETs 가 공통 기판을 공유하고, 워드 라인과 나란한 모든 MOSFETs가 연결된 게이트를 갖는다고 가정하면, 표면이 VG=0 V에서 반전되지 않도록 게이트 물질을 선택하는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 평면-대역 전압(VFB)이 N-채널 MOSFET에 대해 음이 되도록 게이트 물질을 선택하는 것이 바람직하다. In this embodiment, the memory cell stores minority carriers (electrons in the case of N-channel MOSFETs on P-type substrates) in the MOSFET channels. Assuming that the memory MOSFETs share a common substrate and that all MOSFETs parallel to the word line have a gate connected, it is desirable to select the gate material so that the surface is not inverted at V G = 0 V. In other words, it is desirable to select the gate material such that the plane-band voltage (V FB ) is negative for the N-channel MOSFET.
표면 발생/재결합 비율, 게이트 누설, 및 최소 피쳐(F)를 줄이기 위해, 본 실시 예에서 MOSFET의 바람직한 구현은 자체-정렬 구조(자체-정렬 게이트 및 소스/드레인 영역)로 된다. 자체-정렬 MOSFETs는 실리콘(폴리실리콘 또는 금속 게이트 중 하나)으로 만들어져 왔다. SiC 내에서의 시도는 이온 주입(ion implantation)에 의해 드레인 및 소스 영역을 만든 후에, 자체-정렬 마스크로서 MOSFET 게이트를 가진 드레인 및 소스 영역의 도핑을 활성화하기 위해 고온 어닐링이 필요하기 때문이다. 이온 주입은 실온에서 수행될 수 있지만, 이것은 매우 높은 어닐링 온도(>1400℃)를 요구한다. 하나의 택일적 방법은 높은 온도(약 800℃)에서 이온-주입을 수행하는 것인데, 그 경우에 1300℃까지의 포스트 주입 어닐링 온도(the post implant annealing temperature)가 충분하다. 이 기준을 만족하는 게이트 물질은 폴리실리콘, 몰리브덴(molybdenum), 및 플래티넘 실리사이드(platinum silicides)가 있다. 필요한 SiC 필름은 오늘날의 Si 전자공학과 융합이 가능하도록 Si 상에 증착될 수 있다. In order to reduce surface generation / recombination ratio, gate leakage, and minimum feature F, the preferred implementation of the MOSFET in this embodiment is a self-aligned structure (self-aligned gate and source / drain regions). Self-aligned MOSFETs have been made of silicon (either polysilicon or metal gates). Attempts in SiC are because high temperature annealing is required to activate the doping of the drain and source regions with MOSFET gates as self-aligned masks after the drain and source regions are created by ion implantation. Ion implantation can be performed at room temperature, but this requires very high annealing temperatures (> 1400 ° C.). One alternative method is to perform ion implantation at high temperatures (about 800 ° C.), in which case the post implant annealing temperature up to 1300 ° C. is sufficient. Gate materials that meet this criterion include polysilicon, molybdenum, and platinum silicides. The required SiC film can be deposited on Si to enable fusion with today's Si electronics.
도 9는 NOR-유형 배열에 게이트 격리를 가지지 않는 1T 셀의 단면을 도시한다. N-채널 MOSFETs의 경우에 대해, 특정한 제안은 평면-대역 전압 VFB<0 이고, 한계 전압(threshold voltage) VT>0 이 되도록 게이트 물질을 선택하는 것이다. 이것과 함께, 채널 영역은 VG=0에 대해 공핍된다(depleted). 공핍된 SiC 표면에서 음 어셉터(acceptor) 이온을 보상하도록 몇몇 양 전하가 게이트 내에 존재하지만, 이 평형 전하는 다음에 오는 고려사항에서(명확함을 위해) 무시될 것이다. P-채널 MOSFET가 이용된다면 완전히 유사한 기술(descriptions)이 유효하다는 것을 주의해라. Figure 9 shows a cross section of a 1T cell without gate isolation in a NOR-type arrangement. For the case of N-channel MOSFETs, a particular proposal is to select the gate material such that the plane-band voltage V FB <0 and the threshold voltage V T > 0. With this, the channel region is depleted for V G = 0. Some positive charge is present in the gate to compensate for the negative acceptor ions at the depleted SiC surface, but this equilibrium charge will be ignored (for clarity) in the following considerations. Note that completely similar descriptions are valid if a P-channel MOSFET is used.
정보 판독: 평형 상태(공핍된 표면)는 매우 높은 채널 저항에 상응하고, 논리'0'으로서 규정된다(도 10a). 이 상태의 판독은 소스 라인을 접지에 연결하고, 비트 라인을 작은 양 전압(VB)에 연결함으로써 달성된다. 소스 및 비트 라인 사이 교차부에서의 채널-저항은 전류를 결정하고, 만일 이 MOSFET가 공핍된 채널을 갖는다면, 어떤 전류도 존재하지 않는다(논리 '0').Information reading: The equilibrium state (depleted surface) corresponds to a very high channel resistance and is defined as logic '0' (FIG. 10A). Reading of this state is accomplished by connecting the source line to ground and the bit line to a small positive voltage V B. The channel-resistance at the intersection between the source and the bit line determines the current, and if this MOSFET has a depleted channel, there is no current (logic '0').
논리'1' 상태는 전자의 역전 층이 SiC 표면에 형성되도록(도 10b) 채널에서의 퍼텐셜을 충분히 증가시키기 위해 MOSFET 게이트 상의 추가적인 양 전하를 트래핑하여 달성된다. 판독은 상기와 같으며, 응답이 채널을 통한 현저한 전류라는(논리 '1') 차이점을 갖는다. 드레인으로 전압의 인가 및 소스의 접지는 저장된 정보에 영향을 주지 않는다는 것을 주의해라. 표면 전위의 작은 변화가 있을 것이지만, 게이트 상의 전하는 변하지 않을 것이며, 그래서 표면 SiC 조건이 판독 사이클 이후에 복구(restore)될 것이다. The logic '1' state is achieved by trapping an additional positive charge on the MOSFET gate to sufficiently increase the potential in the channel so that an inversion layer of electrons is formed on the SiC surface (Figure 10b). The readout is as above, with the difference that the response is a significant current through the channel (logic '1'). Note that the application of voltage to the drain and ground of the source do not affect the stored information. There will be a small change in surface potential, but the charge on the gate will not change, so the surface SiC conditions will be restored after a read cycle.
저장 시간. 논리'1' 상태는 비평형이고, 그래서 자연적인 메커니즘은 구조를 평형상태로 가져가기 위해 반전-층 전자를 제거하도록 행동할 것이다. 전자 제거에 대한 2개의 가능한 메커니즘-(1) 게이트 산화물(게이트 유전체)을 통한 누설, 및 (2) 연결 회로 내에서 스위치를 통한 누설-이 있다. 고-품질 산화-SiC 계면은 누설을 충분한 수준으로 줄이도록 달성될 수 있다. 전술한 실험 결과는 충분히 낮은 벌크 및 표면-재결합 레벨이 실질적으로 누설되지 않는 스위치(SiC MOSFET로서 구현됨)를 달성하게 하는 것이 가능하다는 것을 나타낸다. Storage time. The logic '1' state is non-equilibrium, so the natural mechanism will act to remove the inverted-layer electrons to bring the structure into equilibrium. There are two possible mechanisms for electron removal: (1) leakage through the gate oxide (gate dielectric), and (2) leakage through the switch in the connecting circuit. High-quality oxide-SiC interfaces can be achieved to reduce leakage to a sufficient level. The above experimental results indicate that it is possible to achieve a switch (implemented as a SiC MOSFET) that sufficiently low bulk and surface-recombination levels do not substantially leak.
판독 동작을 위한 부동 게이트 연결. 판독 동작( 논리'1' 및 논리'0' 모두에 대한)은 접지 게이트에 의해 수행된다. 이 실시 예에서, 게이트는 스위치로서 SiC MOSFET를 이용함으로써, 전기적으로 접지로부터 끊어지고, 정보 판독 및 기록을 위한 셀의 직접적인 선택을 가능하게 한다. 정보 판독을 위해 이용되는 VB 전위에 의해 발생된 외란 이후에 게이트 상의 트랩된 전하가 셀의 상태를 복구한다는 것이 이미 기술되었다. 마찬가지로, 다음 텍스트에서 기술될 것처럼, 비트 라인(MOSFET 드레인)이 정보 기입 목적을 위한 전위에 연결될 때 셀의 상태는 변하지 않는다. Floating gate connection for read operation. The read operation (for both logic '1' and logic '0') is performed by the ground gate. In this embodiment, the gate is electrically disconnected from ground by using the SiC MOSFET as a switch, allowing direct selection of cells for reading and writing information. It has already been described that the trapped charge on the gate recovers the state of the cell after the disturbance caused by the V B potential used for reading the information. Likewise, as will be described in the following text, the state of the cell does not change when the bit line (MOSFET drain) is connected to a potential for information writing purposes.
기록 논리 '0'. 논리'0'은 평형 상태(공핍된 표면)에 상응한다. 이 상태를 세트하기 위해, 선택된 워드 라인이 접지된다(도 11). 이것은, 논리 '1' 상태가 접지된 게이트에서 기록되는 것처럼, 논리'1' 상태에 있을 수 있는 연결된 MOSFETs 중 어떤 것의 상태도 변화시키지 않는다는 점에서 중요하다. 이것 이후에, 상응하는 비트 라인은 접지되고, 워드 및 게이트 라인 사이의 교차부에서 MOSFET에 대한 게이트-채널 커패시턴스를 통해 접지-대-접지(ground-to-ground) 회로를 닫는다. 이것은 채널로부터 전자를 제거한다.Write logic '0'. Logic '0' corresponds to the equilibrium state (depleted surface). To set this state, the selected word line is grounded (FIG. 11). This is important in that the logic '1' state does not change the state of any of the connected MOSFETs that may be in the logic '1' state as it is written in the grounded gate. After this, the corresponding bit line is grounded and closes the ground-to-ground circuit through the gate-channel capacitance to the MOSFET at the intersection between the word and gate lines. This removes electrons from the channel.
기록 논리'1'. 다시 한번, 선택된 워드 라인이 먼저 접지된다. 그러나 이 경우에, 선택된 워드 라인과 나란한 소스 라인은 끊어진 채 방치되지 않고, 기판-소스 P-N 접합의 순방향-바이어스 전압보다 작은 음 전압에 연결된다. 이것은 게이트 내의 홀 밀도에 작은 증가를 일으키나, 소스에 의한 어떤 전자 주입도 없어야 하며, 그래서 공핍된 표면의 최초 상태가 비트 라인(끊어진 드레인)에 의해 선택되지 않는 논리 '0' MOSFETs로 복구된다. 다른 방식으로 설명하면, 소스-대-기판(source-to-substrate) 바이어스에 의한 음 한계-전압 시프트("역 본체 효과(inverted body effect)")는 한계 전압이 양으로 유지되고, 어떤 전자도 채널에 유도되지 않도록 제한되어야 한다. 충분히 큰 양 전압이 선택된 MOSFET의 소스-기판 N-P 접합이 순방향-바이어스 모드에서 세팅되고, 전자의 흐름이 채널을 통해 흐르도록 선택된 비트 라인(MOSFET 드레인)에 인가된다. 채널에서 전자의 존재는 한계 전압이 드레인 바이어스에 의한 음 값으로 시프트 된다는 것을 의미한다. 채널 전자가 게이트(도 5) 내에 양 전하를 유도하듯이, 게이트는 양 전하를 트랩하도록 끊어진다. 주어진 MOSFET 내의 역 본체 효과가 양에서 음의 값으로 그 자체로 한계 전압을 시프트할 정도로 충분히 강하다면 논리'1'상태를 기록하기 위한 더 간단한 프로시져가 가능하다. 그와 같은 경우에, 단일 MOSFET의 선택을 가능하게 하면서 드레인 및 게이트 라인이 서로 교차한다면, 드레인-대-게이트(drain-to-gate) 회로는 기록을 위해 이용되어야 한다. 그러므로, 게이트가 접지된 후에, 충분히 큰 음 드레인 전압이 한계 전압을 음 값(다시 한번, 드레인 전압은 드레인-대-기판 다이오드의 켜짐 전압보다 더 크지 않아야 한다)으로 시프트하도록 인가된다. 게이트-대-기판 전압이 제로라면, 전자 채널이 형성되어, 게이트 커패시턴스를 그것의 반전 레벨까지 증가시키고, 게이트 내의 양 전하를 증가시킨다.Recording logic '1'. Once again, the selected word line is grounded first. In this case, however, the source line parallel to the selected word line is not left broken and is connected to a negative voltage which is less than the forward-bias voltage of the substrate-source P-N junction. This causes a small increase in the hole density in the gate, but there should be no electron injection by the source, so that the original state of the depleted surface is restored to logic '0' MOSFETs that are not selected by the bit line (disconnected drain). Stated another way, a negative limit-voltage shift ("inverted body effect") by source-to-substrate bias keeps the limit voltage positive and no electrons It should be restricted so that it is not guided to the channel. A sufficiently large positive voltage is set in the forward-bias mode of the source-substrate N-P junction of the selected MOSFET and applied to the selected bit line (MOSFET drain) such that a flow of electrons flows through the channel. The presence of electrons in the channel means that the threshold voltage is shifted to a negative value by the drain bias. As channel electrons induce positive charge in the gate (Figure 5), the gate breaks to trap positive charge. If the inverse body effect in a given MOSFET is strong enough to shift the threshold voltage itself from positive to negative, a simpler procedure for writing a logic '1' state is possible. In such a case, if the drain and gate lines cross each other while allowing the selection of a single MOSFET, a drain-to-gate circuit must be used for writing. Therefore, after the gate is grounded, a sufficiently large negative drain voltage is applied to shift the threshold voltage to a negative value (once again, the drain voltage should not be greater than the on-voltage of the drain-to-substrate diode). If the gate-to-substrate voltage is zero, an electron channel is formed, increasing the gate capacitance to its inversion level and increasing the positive charge in the gate.
N-채널 반전 유형 자체-정렬 MOSFET 제조 단계:N-channel reversal type self-aligned MOSFET manufacturing steps:
다음은 n-채널 반전 유형 자체-정렬 MOSFET에 대한 제조 프로세스를 자세히 기술한다. The following details the fabrication process for an n-channel inversion type self-aligning MOSFET.
1] 활성 영역 규정: 도 13 참조1] Active area specification: see FIG.
1.1. 웨이퍼 세정1.1. Wafer cleaning
1.2. 스퍼터드(Sputtered) 500-nm 두께 필드 산화물(field oxide)-SiO2[3 hrs=1.1μm] 1.2. Sputtered 500-nm thick field oxide-SiO 2 [3 hrs = 1.1 μm]
1.3. 포토레지스트 증착 & 소프트 베이킹(soft bake)1.3. Photoresist Deposition & Soft Bake
1.4. UV 노출(마스크 1)1.4. UV exposure (mask 1)
1.5. 포토레지스트 현상(develop) & 하드 베이킹(hard bake)1.5. Photoresist Development & Hard Bake
1.6. 필드 산화물을 BHF 로 에칭1.6. Etching Field Oxides with BHF
1.7. 포토레지스트를 에탄올로 제거1.7. Remove photoresist with ethanol
2] 게이트 산화물 성장: 도 14 참조2] gate oxide growth: see FIG. 14
2.1. 웨이퍼 세정(HF 없이)*** 2.1. Wafer Cleaning (without HF) ***
2.2. 열적으로 50nm 게이트 산화물(질화된 산화물) 성장2.2. Thermally Growing 50nm Gate Oxide (nitride oxide)
[1시간 NO, 4시간 O2, 2시간 NO, 및 오버나이트 식힘][1 hour NO, 4 hours O 2 , 2 hours NO, and overnight cooling]
3] 게이트 산화물에 대한 금속 접점층의 형성: 도 15 참조3] formation of metal contact layer for gate oxide: see FIG. 15
3.1. 스퍼터드 1-μm 두께 Mo [55분동안 200W]3.1. Sputtered 1-μm Thickness Mo [200 W for 55 minutes]
3.2. 스핀-온-글래스(spin-on-glass)(sog)[4000rpm]에 의한 200nm SiO2 증착3.2. 200 nm SiO 2 deposition by spin-on-glass (sog) [4000 rpm]
3.3. 200℃에서 1시간 동안 소프트 베이킹3.3. Soft bake at 200 ° C. for 1 hour
3.4. 900℃에서 20분 동안 하드 베이킹3.4. Hard bake at 900 ° C. for 20 minutes
3.5. 700℃까지 식힘3.5. Cool down to 700 ℃
3.6. 포토레지스트 증착 & 소프트 베이킹3.6. Photoresist Deposition & Soft Baking
3.7. UV에 노출(마스크 2)3.7. Exposure to UV (mask 2)
3.8. 포토레지스트 현상 & 하드 베이킹3.8. Photoresist Development & Hard Baking
3.9. BHF로 SiO2(스핀-온-글래스) 에칭3.9. SiO 2 (spin-on-glass) etching with BHF
3.10. Mo 에칭[1분 15초 동안 1μm 두께 Mo 에칭 가능]3.10. Mo etch [1μm thick Mo etch possible for 1 minute 15 seconds]
4] 이온 주입(N+) : 도 16 참조4] ion implantation (N + ): see FIG. 16
5] 주입된 이온의 활성화 및 드라이브인(drive-in): 도 17 참조5] Activation and drive-in of implanted ions: see FIG. 17
5.1. 950℃(또는 1300℃)에서 30분간 어닐링5.1. Annealing at 950 ° C (or 1300 ° C) for 30 minutes
6] 소스/드레인 창 개방: 도 18 참조6] Open source / drain window: see FIG. 18
6.1. 스핀-온-글래스, SiO2 ( MO )(Ni 에칭제로부터 Mo측벽을 보호)6.1. Spin-on-glass, SiO 2 ( MO ) (protects Mo sidewalls from Ni etchant)
6.2. 포토레지스트 증착 & 소프트 베이킹6.2. Photoresist Deposition & Soft Baking
6.3. UV 노출(마스크 3)6.3. UV exposure (mask 3)
6.4. 포토레지스트 현상 & 하드 베이킹6.4. Photoresist Development & Hard Baking
6.5. BHF 로 SiO2 에칭( SiO2 ( MO ), MOS-C 상의 스핀-온-글래스, MOSFET, 및 RC 테스트 구조 & RC 테스트 구조상의 질화된 산화물) 6.5. SiO 2 etching with BHF (SiO 2 ( MO ) , spin-on-glass on MOS-C, MOSFET, and R C Test Structure & Nitrided Oxide on R C Test Structure)
6.6. 포토레지스트를 에탄올로 제거6.6. Remove photoresist with ethanol
7] 벌크 접점 영역 준비:7] Bulk contact area preparation:
7.1. 포토레지스트 증착 & 소프트 베이킹7.1. Photoresist Deposition & Soft Baking
7.2. UV 노출(마스크 4)7.2. UV exposure (mask 4)
7.3. 포토레지스트 현상 & 하드 베이킹7.3. Photoresist Development & Hard Baking
7.4. Mo 에칭7.4. Mo etching
7.5. 질화된 산화물 에칭7.5. Nitrided Oxide Etching
8] 소스/드레인/벌크 접점의 금속화(metallization): 도 19 참조8] metallization of the source / drain / bulk contacts: see FIG. 19
8.1. 스퍼터드 50nm Ni (시간= 200℃에서 40분)8.1. Sputtered 50 nm Ni (time = 40 min at 200 ° C.)
8.2. 포토레지스트 증착 & 소프트 베이킹8.2. Photoresist Deposition & Soft Baking
8.3. UV 노출(마스크 5)8.3. UV exposure (mask 5)
8.4. 포토레지스트 현상 & 하드 베이킹8.4. Photoresist Development & Hard Baking
8.5. Ni 에칭[Al 에칭제]8.5. Ni etching [Al etching agent]
8.6. 포토레지스트 제거8.6. Photoresist Removal
요약하면, 본 발명은 SiC 내에서 달성될 수 있는 낮은 벌크 및 표면 재결합 비율을 개척한다. 이 사실은 다음과 같은 특징을 가지는 비활성 동적 랜덤-액세스 메모리(DRAM)를 제안하기 위해 이용된다. In summary, the present invention explores the low bulk and surface recombination rates achievable in SiC. This fact is used to propose an inactive dynamic random-access memory (DRAM) having the following characteristics.
1. 어떤 전력이 셀(메모리)에 연결되지 않을 때에도, 실질적으로 무제한 정보 저장.1. Store virtually unlimited information, even when no power is connected to the cell (memory).
2. 리프레싱을 필요로 하는 실리콘 상의 오늘날의 DRAMs(휘발성 DRAMs)에 비교할 수 있는- 빠른 판독 및 기록2. Comparable to today's DRAMs (volatile DRAMs) on silicon that require refreshing-fast read and write
3. 무한 수의 기록 사이클3. infinite number of write cycles
4. 오늘날의 상업적 휘발성 DRAMs 보다 작은 셀 사이즈-4F2 로서, 여기서 F는 최소 피쳐 사이즈이다. 4. Cell size-4F 2 , smaller than today's commercial volatile DRAMs, where F is the minimum feature size.
5. 오늘날의 휘발성 DRAMs 에 비교하여 F의 더 쉬운 다운스케일링. 이것은 주로 '0' 및 '1' 논리 레벨이 채널 저항의 2가지 상태로서 구현되기 때문에, 2가지 레벨 사이의 차이가 F 가 얼마나 작은지에 엄격하게 의존하지 않는다. 이것과 반대로, 2개의 커패시턴스 레벨에서 상대적으로 작은 차이가 오늘날의 휘발성 DRAMs에 이용되며, 그래서 메모리 커패시터의 다운스케일링이 하나의 제한 요소가 된다. 5. Easier downscaling of F compared to today's volatile DRAMs. This is mainly because the '0' and '1' logic levels are implemented as two states of channel resistance, so the difference between the two levels does not strictly depend on how small F is. In contrast, relatively small differences in the two capacitance levels are used in today's volatile DRAMs, so downscaling of the memory capacitor is one limiting factor.
6. 줄어든 전력 소모6. Reduced power consumption
7. 다중 논리 레벨 및 그로 인한 더 높은 메모리 용량7. Multiple logic levels and consequently higher memory capacity
8. 실리콘과의 완전한 양립성이 지지 전자장치가 이와 같은 좀더 원숙한 물질에서 생산되는 것을 가능하게 한다. 8. Full compatibility with silicon allows support electronics to be produced from such more mature materials.
9. 더 높은 열적 도전성은 또한 디지털 정보의 더 높은 대량 저장을 가능하게 한다. 9. Higher thermal conductivity also enables higher mass storage of digital information.
당업자는 본 발명의 중요한 가르침으로부터 벗어나지 않고 다양한 방법으로 많은 구성에서 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 알 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the invention can be implemented in many configurations in various ways without departing from the important teachings of the invention.
Claims (22)
워드 라인에 전기적으로 접속된 제1 터미널;
비트 라인에 전기적으로 접속된 제2 터미널;
소스 라인에 전기적으로 접속된 제3 터미널; 및
상기 제1 터미널과 그 외의 다른 터미널들 사이에 개재된 실리콘 카바이드 디바이스
를 포함하고,
상기 실리콘 카바이드 디바이스 양단의 제1 극성의 전압은 제1 값을 저장하도록 동작하고, 상기 실리콘 카바이드 디바이스 양단의 제2 극성의 전압은 제2 값을 저장하도록 동작하고,
상기 제2 터미널과 상기 제3 터미널 사이의 저항은 상기 저장된 값을 나타내는 3-터미널 메모리.3-terminal memory for storing information,
A first terminal electrically connected to the word line;
A second terminal electrically connected to the bit line;
A third terminal electrically connected to the source line; And
A silicon carbide device interposed between the first terminal and the other terminals
Including,
A voltage of a first polarity across the silicon carbide device is operative to store a first value, a voltage of a second polarity across the silicon carbide device is operative to store a second value,
And a resistor between the second terminal and the third terminal represents the stored value.
상기 실리콘 카바이드 디바이스는 N-타입 실리콘 카바이드 층, P-타입 실리콘 카바이드 층, 및 N-타입 층과 P-타입 층 사이의 N-P 접합을 포함하는 3-터미널 메모리.The method of claim 1,
The silicon carbide device comprises an N-type silicon carbide layer, a P-type silicon carbide layer, and an NP junction between the N-type layer and the P-type layer.
상기 실리콘 카바이드 디바이스는 제2 N-타입 실리콘 카바이드 층, 및 상기 P-타입 층과 제2 N-타입 층 사이의 P-N 접합을 더 포함하는 3-터미널 메모리.The method of claim 2,
The silicon carbide device further comprises a second N-type silicon carbide layer, and a PN junction between the P-type layer and the second N-type layer.
상기 워드 라인 및 상기 제2 N-타입 층은 동일한 재료로 형성되고, 이에 의해 상기 제1 터미널은 상기 제2 N-타입 층인 3-터미널 메모리.The method of claim 3,
The word line and the second N-type layer are formed of the same material, whereby the first terminal is the second N-type layer.
상기 실리콘 카바이드 디바이스는 제2 P-타입 실리콘 카바이드 층, 및 제2 P-타입 층과 상기 N-타입 층 사이의 P-N 접합을 더 포함하는 3-터미널 메모리.The method of claim 2,
The silicon carbide device further comprises a second P-type silicon carbide layer, and a PN junction between the second P-type layer and the N-type layer.
상기 워드 라인 및 상기 제2 P-타입 층은 동일한 재료로 형성되고, 이에 의해 상기 제1 터미널은 상기 제2 P-타입 층인 3-터미널 메모리.The method of claim 5,
The word line and the second P-type layer are formed of the same material, whereby the first terminal is the second P-type layer.
상기 실리콘 카바이드 디바이스와 상기 제2 터미널 및 상기 제3 터미널 사이에 개재되는 유전체를 더 포함하는 3-터미널 메모리.The method of claim 2,
And a dielectric interposed between the silicon carbide device and the second and third terminals.
상기 유전체는 실리콘 산화물인 3-터미널 메모리.The method of claim 7, wherein
Wherein said dielectric is silicon oxide.
유전체와 상기 제2 터미널 및 상기 제3 터미널 사이에는 반도체 재료가 개재되는 3-터미널 메모리.The method of claim 2,
And a semiconductor material interposed between a dielectric and the second terminal and the third terminal.
상기 반도체 재료는 폴리실리콘인 3-터미널 메모리.10. The method of claim 9,
And the semiconductor material is polysilicon.
상기 폴리실리콘은 전하-제어 레지스터로서 동작하는 3-터미널 메모리.The method of claim 10,
Wherein said polysilicon operates as a charge-control register.
복수의 워드 라인;
복수의 비트 라인;
복수의 소스 라인; 및
복수의 실리콘 카바이드 디바이스
를 포함하고,
각각의 실리콘 카바이드 디바이스는 연관된 워드 라인, 연관된 비트 라인 및 연관된 소스 라인에 전기적으로 접속되고,
선택된 실리콘 카바이드 디바이스는, 상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스의 연관된 워드 라인에 제1 전압을 인가하고, 상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스의 연관된 비트 라인에 제2 전압을 인가함으로써, 제1 메모리 상태로 가역적으로 프로그래밍될 수 있고 - 상기 제1 전압은 상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스 양단의 전압이 음의 극성이 되도록 상기 제2 전압보다 높음 -,
상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스는, 상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스의 연관된 워드 라인에 제3 전압을 인가하고, 상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스의 연관된 비트 라인에 제4 전압을 인가함으로써, 제2 메모리 상태로 가역적으로 프로그래밍될 수 있고 - 상기 제4 전압은 상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스 양단의 전압이 양의 극성이 되도록 상기 제3 전압보다 높음 -,
상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스의 상기 메모리 상태는 상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스의 연관된 워드 라인과 상기 선택된 실리콘 카바이드 디바이스의 연관된 비트 라인 양단의 전류를 감지함으로써 결정될 수 있는 메모리 어레이.A memory array for storing information,
A plurality of word lines;
A plurality of bit lines;
A plurality of source lines; And
Multiple Silicon Carbide Devices
Including,
Each silicon carbide device is electrically connected to an associated word line, an associated bit line and an associated source line,
The selected silicon carbide device may be reversibly programmed to a first memory state by applying a first voltage to an associated word line of the selected silicon carbide device and applying a second voltage to an associated bit line of the selected silicon carbide device. The first voltage is higher than the second voltage such that the voltage across the selected silicon carbide device becomes negative polarity;
The selected silicon carbide device may be reversibly programmed to a second memory state by applying a third voltage to an associated word line of the selected silicon carbide device and applying a fourth voltage to an associated bit line of the selected silicon carbide device. The fourth voltage is higher than the third voltage such that the voltage across the selected silicon carbide device is positive polarity;
And the memory state of the selected silicon carbide device may be determined by sensing current across an associated word line of the selected silicon carbide device and an associated bit line of the selected silicon carbide device.
각각의 실리콘 카바이드 디바이스는 N-타입 실리콘 카바이드 층, P-타입 실리콘 카바이드 층, 및 N-타입 층과 P-타입 층 사이의 N-P 접합을 포함하는 메모리 어레이.The method of claim 12,
Each silicon carbide device comprises an N-type silicon carbide layer, a P-type silicon carbide layer, and an NP junction between the N-type layer and the P-type layer.
각각의 실리콘 카바이드 디바이스는 제2 N-타입 실리콘 카바이드 층, 및 상기 P-타입 층과 제2 N-타입 층 사이의 P-N 접합을 더 포함하는 메모리 어레이.The method of claim 13,
Each silicon carbide device further comprises a second N-type silicon carbide layer and a PN junction between the P-type layer and the second N-type layer.
상기 워드 라인 및 상기 제2 N-타입 층은 동일한 재료로 형성되고, 이에 의해 상기 제1 터미널은 상기 제2 N-타입 층인 메모리 어레이.The method of claim 14,
And the word line and the second N-type layer are formed of the same material, whereby the first terminal is the second N-type layer.
각각의 실리콘 카바이드 디바이스는 제2 P-타입 실리콘 카바이드 층, 및 제2 P-타입 층과 상기 N-타입 층 사이의 P-N 접합을 더 포함하는 메모리 어레이.The method of claim 13,
Each silicon carbide device further comprises a second P-type silicon carbide layer and a PN junction between the second P-type layer and the N-type layer.
상기 워드 라인 및 상기 제2 P-타입 층은 동일한 재료로 형성되는 메모리 어레이.The method of claim 16,
And the word line and the second P-type layer are formed of the same material.
각각의 실리콘 카바이드 디바이스는 상기 실리콘 카바이드 디바이스의 연관된 워드 라인과 유전체 층 사이에 개재되는 메모리 어레이.The method of claim 13,
Each silicon carbide device is interposed between an associated word line and a dielectric layer of the silicon carbide device.
상기 유전체는 실리콘 산화물인 메모리 어레이.The method of claim 18,
And the dielectric is silicon oxide.
각각의 실리콘 카바이드 디바이스의 연관된 워드 라인과 비트 라인 사이에는 반도체 재료가 개재되는 메모리 어레이.The method of claim 13,
And a semiconductor material interposed between associated word lines and bit lines of each silicon carbide device.
상기 반도체 재료는 폴리실리콘인 메모리 어레이.The method of claim 20,
And the semiconductor material is polysilicon.
상기 폴리실리콘은 전하-제어 레지스터로서 동작하는 메모리 어레이.The method of claim 21,
And said polysilicon operates as a charge-control register.
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Legal Events
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---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |